- 用化学平衡常数进行计算
- 共25题
碳单质在工业上有多种用途。
(1)焦炭可用于制取水煤气。测得12 g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时,吸收了131.6 kJ热量。该反应的热化学方程式是 。
(2)活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
①请结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式 。
②上述反应T1℃时的平衡常数为K1,T2℃时的平衡常数为K2。
Ⅰ,计算K1= 。
Ⅱ,根据上述信息判断,温度T1和T2的关系是(填序号)__________。
a.T1>T2
b.T1<T2
c.无法比较
③在T1温度下反应达到平衡后,下列措施不能改变NO的转化率的是 。
a.增大c(NO)
b.增大压强
c.升高温度
d.移去部分F
(3)工业上可用焦炭冶炼金属。若0.5 mol碳完全与赤铁矿反应,得到0.6 mol铁,同时生成2种常见气体,则该反应的化学方程式是 。
正确答案
见解析。
解析
(1)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.6 kJ•mol—1
(2)①
②Ⅰ:9/16
Ⅱ:c
③a b
(3)
知识点
甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料,它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中。工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:
CO(g)2H2(g) CH3OH(g)Q
下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
(1)判断反应达到平衡状态的依据是
A,混合气体的密度不变
B,混合气体的平均相对分子质量不变
C,生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
D。CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)由表中数据判断Q 0 (填“>”、“”或“<”),要提高CO转化率,可采取的措施是
A,加入催化剂 B,充入CO C,充入H2 D,升温
(3)某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得cmol/L,则以CH3OH表示的反应速率v mol /(L·min),CO的转化率为 。
(3)原料CO和H2可以由C和H2O反应制取,涉及的反应方程式如下:
C(s)CO2(g) 2CO(g) 平衡常数K1
C(s)H2O(g) CO(g)H2(g) 平衡常数K2
CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g) 平衡常数K3
则K1、K2 、K3之间的关系是: 。
正确答案
(1) BD
(2)>、C
(3)0.08 80%
(4) K2=K1·K3
解析
略
知识点
某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM25(直径小于等于2.5的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM25、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题:
(1)将PM25样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
根据表中数据判断PM25的酸碱性为 ,试样的pH= 。
(2)为减少SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+ △H=-241.8kJ·mol-1
(s)+ △H=-110.5kJ·mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式: 。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 。
a。Ca(CH)2 b。Na2CO3 c。CaCl2 d。NaHSO3
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化
①已知汽缸中生成NO的反应为:
N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H0
若1mol空气含0.8molN2和0.2molO2,1300oC时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10-4mol。计算该温度下的平衡常数K= 。
汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是 。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:
2CO(g)=2C(s)+O2(g)
已知该反应的△H0,简述该设想能否实现的依据: 。
③目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为
。
正确答案
见解析
解析
解析:。
知识点
工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应。相关数据如下:
(1)该反应过程中,反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量 (填“大于”、
“小于”或“等于”)生成物分子化学键形成时所释放的总能量。
(2)容器①中反应达平衡时,CO的转化率为 %。
(3)计算容器②中反应的平衡常数K= 。
(4)下列叙述正确的是 (填字母序号)。
a.平衡时,两容器中H2的体积分数相等
b.容器②中反应达平衡状态时,Q > 65.6 kJ
c.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等
d.容器①中,反应的化学反应速率为:
(5)已知:2H2 (g) + O2 (g) == 2H2O (g) ΔH=-484 kJ/mol,写出CO完全燃烧生成CO2
的热化学方程式: 。
(6)容器①中反应进行到t min时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用
200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方
程式表示) 。
正确答案
见解析。
解析
(1)小于
(2)80
(3)1
(4)a
(5)2CO(g) + O2(g) === 2CO2(g) △H = -566 kJ/mol
(6)3CO2 + 5OH- === 2CO32- + HCO3- + 2H2O
知识点
工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等,是形成雾霾的重要因素。霾是由
空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。
(1)SO2在烟尘的催化下形成硫酸的反应方程式是__________。
(2)NOx和SO2在空气中存在下列平衡:
2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) △H= -113.0 kJ·mol-1
2SO2(g) + O2 (g) 2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol-1
SO2通常在二氧化氮的存在下,进一步被氧化,生成SO3。
① 写出NO2和SO2反应的热化学方程式为________。
② 随温度升高,该反应化学平衡常数变化趋势是________。
(3)提高2SO2 + O2 2SO3反应中SO2的转化率,是减少SO2排放的有效措施。
① T温度时,在1L的密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,5 min后反应达到
平衡,二氧化硫的转化率为50%,该反应的平衡常数是_______。
② 在①中条件下,反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率提高的是
_________(填字母)。
a.温度和容器体积不变,充入1.0 mol He
b.温度和容器体积不变,充入1.0 mol O2
c.在其他条件不变时,减少容器的体积
d.在其他条件不变时,改用高效催化剂
e. 在其他条件不变时,升高体系温度
(4)工业上利用氯碱工业产品治理含二氧化硫的废气。下图是氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图。
① 电解饱和食盐水的化学方程式是 。
② 用溶液A吸收含二氧化硫的废气,其反应的离子方程式是 。
③ 用含气体B的阳极区溶液吸收含二氧化硫的废气,其反应的离子方程式是
。
正确答案
见解析。
解析
(1) SO2 + H2O = H2SO3 2 H2SO3 + O2 2H2SO4
(2)① NO2(g) + SO2(g) = SO3(g) + NO(g) △H = -41.8 kJ·mol-1
② 减小
(3) ① 2
② b c
(4)① 2NaCl + 2H2O2NaOH + H2 ↑ + Cl2 ↑
② SO2 + OH- =HSO3- (或SO2 + 2OH- =SO32- + H2O)
③ SO2 + Cl2 + H2O =4H+ + SO42- + 2Cl-
知识点
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